饱和土有效应力传感器

通过对饱和土中孔隙水压力传感器的分析,建立了传感器滤水系统动态特性的数学模型,分析了传感器动态响应及动态特性,介绍了由此设计的有效应力传感器及其实际应用情况。     

高压动态校准的水激波管

提出了预压水激波管动态校准方法。通过施加预压给水激波管产生的脉冲信号,在水激波管所产生的频率丰富的脉冲信号基础上叠加不同的静态预压,利用准δ脉冲校准原理,对高压测试系统进行动态校准。对3种高压传感器的测试数据分别建立了数学模型,进行了频谱分析,得出了3种高压传感器的频率响应特性。     

磁浮列车间隙传感器动态特性研究

磁浮列车的控制和运行对间隙传感器动态特性有较高要求.首先,在研究磁浮间隙传感器动态性能与动态特性测试方法的基础上,根据磁浮列车用间隙传感器的原理,对传感器主要环节进行动态建模.接着,通过分析模型函数通解的结构形式,提取了影响传感器动态特性的影响因素,并对传感器动态特性进行了有效补偿.最后,设计了一种模拟开关方法,对传感器动态性能进行试验测试.分析与试验结果表明,传感器动态特性主要受检波电路影响,模拟开关方法可以有效地检测传感器动态特性.     

基于遗传算法的传感器动态特性改善方法

在动态测试中一些传感器的动态特性不能满足测试需求。为了改善传感器的动态特性提出了一种改进自回归模型,采用梯度下降法和遗传算法对其参数进行优化,通过对传感器进行逆建模来实现对传感器动态特性的改善。对腕力传感器的动态特性进行了改善并分析了传感器改善前后的时域和频域特性。在matlab平台对6阶系统的动态特性进行了改善。实验结果表明对CY-YD-205压电传感器动态特性的改善效果要比最小二乘法好。     

微型硅压阻式压力传感器研制

结合多晶硅材料的压力敏感特性,通过在硅膜片上沉淀多晶硅压敏电阻及精密的微型化封装工艺,设计了微型硅压阻式土压力和孔隙水压力传感器.传感器通过将硅膜片在压力下的电阻值变化转换为电信号输出,通过标定实验得出:传感器的零点输出小,动态频响高,线性拟合度高,且适用于监测精度要求高的实际工程及受尺寸限制的室内模型试验.     

磁弹传感器动态磁滞模型构建与影响因子分析

研究钢缆索索力测试问题,从钢缆索磁化过程中能量平衡原理出发,在考虑与励磁频率相关的涡流损耗和异常损耗等能量损耗的基础上建立硬磁材料应力相关的动态磁滞模型,对模型的应力、温度和励磁磁场等影响因子进行了理论分析.针对常用Preisach和Jiles-Atherton磁滞模型对硬磁钢缆索材料动态模型描述的不足,提出重点分析了磁场频率和磁化工作点对模型的影响,并进行了仿真.通过仿真结果的对比分析,传感器在准静态频率时能量损耗主要来自磁滞损耗,在中高频率时涡流损耗和异常损耗项非常明显.当磁化工作点充分接近材料饱和磁化点时,传感器灵敏度下降;远离饱和磁化点时,模型精度降低,测量精度下降.     

电磁铁力特性测试系统的研究

鉴于力特性是表征电磁铁性能的基本特性,基于力传感器和位移传感器等器件,提出了一种电磁铁力特性测试系统,介绍了其结构及原理,建立了测试系统模型,对测试系统误差进行了分析.通过试验研究了测试系统的动态系统误差,并对单向和双向两种特定结构的比例电磁铁的静动态力特性进行了测试.试验结果表明:该系统测试方便、测试结果准确可靠,适用于单向和双向电磁铁静动态力特性的测试.     

微型触觉传感器敏感单元的力学分析

通过对微型触觉传感器敏感单元的理论和有限元（ＦＥＭ）分析的对比，得出了Ｅ型方膜结构类型传感器的静态特性（变形、应力等）和动态特性（固有频率、振型等）。并讨论了静态和动态特性对结构的敏感性，为传感器的优化设计提供依据     

压电传感器测量路面动水压力研究

雨天动水压力的存在,不仅造成沥青路面易于出现水损害,加快路面使用性能衰减,而且影响到汽车行驶安全,准确测量动水压力数值的大小是研究其危害的有效途径。介绍压电传感器的基本原理。基于压电传感系统能够保证对结构动态压电数据的连续采集,通过自制的压电传感器和设计的标定与实验方案来分析实时采集的动态压电数据。研究结果表明:动水压力数值随着车速的增大而增加,车速为96 km/h时,动水压力达到0.35 MPa,压电传感器在测量动水压力中的应用将有助于解决或减轻沥青路面的水损害。     

C形腿测力传感器安装方法及动态特性的研究

为研究六足仿生沙基机器人的C形腿在松软颗粒介质上行走时,C形腿轮壤作用正应力和切应力变化规律,C形腿的地面支持力和挂钩牵引力与轮壤作用正应力和切应力之间的关系,设计制作了C形腿机器人环形试验台。对C形腿轮轴的三维力传感器,轮缘上的正应力和切应力传感器的选择、安装及测量方法,动态响应和传感器自重等对测量结果的影响进行了研究。给出了动态安装三维力传感器的方法。测试了应力传感器的动态响应,给出了其传递函数,分析了应力传感器动态延时对C形腿轮缘线速度的限制。分析了悬臂梁传感器作为应力传感器时,其自重和离心力对测量结果的影响,推导了自重和离心力产生的附加值的计算公式。     

PVDF土压力传感器

为适应土中动态压力测试的需要,研制了PVDF土压力传感器;介绍了传感器的测压工作原理及传感器的结构,并给出了传感器在某爆炸冲击试验中的应用情况;试验表明,PVDF压力传感器适合于爆炸荷载作用下土中压力测量。     

无线夯实度传感器的设计与实现

为精确、方便地测量强夯机夯击土体的夯实度,设计了一种无线夯实度传感器。通过分析强夯机夯锤-土体力学系统模型,得出夯实度与冲击加速度之间的关系。据此开展了无线夯实度传感器的软硬件设计。该传感器主要包含的功能模块有：加速度信号采集、加速度分析处理和无线发送数据。以STM32为处理核心,加速度芯片与STM32之间采用I2C总线,无线通信模块KB3071实现将计算处理后的数据无线传输至远程监控端。将设计的传感器应用到实验测试中,实验结果证明了夯实度与冲击加速度之间的关系,其检测结果可以用于分析判断土体的夯实情况。     

应变传感器低温漂低噪声的优化测量方法

本文阐述了基于单片机的应变传感器低温漂测试方法,分析了在温度变化剧烈的环境中影响应力测量结果的相关因素,提出针对温度漂移和系统噪声对应力测量结果影响的改进措施,并通过实际温度测试验证了该方法的有效性和实用性。     

基于高频电容原理的土壤剖面水分传感器研究

为了实现土壤剖面不同深度的水分测量,基于高频电容原理,研制了一种能够自动、连续监测土壤剖面动态含水量的水分传感器。通过实验,建立了传感器数学标定模型,并对传感器进行了相关性能测试。通过对比分析土壤水分实际值与传感器测量值,结果表明:传感器最大绝对误差为-5.10%。传感器测量水分梯度变化明显,可用于土壤剖面不同深度水分的测量,具有低成本、低功耗的特点,可应用于农林业实际生产。     

基于动态认知PSO的无线传感网络高效路由

研究无线传感网络高效节能路由的问题. 无线传感网络中的节点需要使用电池等一次性能源来进行能量供应, 很多恶劣的环境下无法对节点进行能量补充. 传统的无线传感器网络路由协议主要集中在网络质量或者能源解决的某一方面, 保证了网络质量的网络如果网络工作时间较长就有一些节点因为能量耗尽而死亡, 相反如果仅保证能源节约的网络却无法保证网络的质量. 为此提出一种基于动态认知PSO的无线传感网络高效路由的方法, 分析无线网络的架构以后在传感器节点的路由寻找中引入动态认知的PSO算法, 对节点当前的能量状态与路由信息实时     

参数调制探针式电容土壤水分传感技术研究

电容传感器是实现土壤水分低成本检测的主要途径,土壤水分中电导对土壤水分影响很大,为了消除电导影响,研究了一种新颖的基于参数调制的探针电容土壤水分传感器,分析了参数调制技术消除电导机理,并建立了相应数学模型,设计了参数调制式探针电容土壤水分传感器的检测电路和数据处理系统,通过参数优化得到了一种能够实现在线测试土壤水分的探针电容传感器及检测仪器.试验表明,随着土壤含水量的变化,其探针电容传感器响应有较大的变化,且在低于25%的含水量范围,土壤含水量与被测电压之间呈线性关系.     

基于驱动电流的水下热敏剪应力微传感器灵敏度研究

驱动电流是热敏式剪应力微传感器的一个重要参数。增大驱动电流可以提高传感器的灵敏度,但传感器的安全工作温度又限制了驱动电流的增大。研究了如何基于驱动电流来最大程度地提高传感器灵敏度。从理论上分析了传感器灵敏度随剪应力输入的变化规律。通过静水中的I-V特性测试实验,确定了传感器在水下工作的最大允许驱动电流。通过电压—剪应力特性测试实验,验证了传感器灵敏度与驱动电流的关系,得到了传感器在最大允许驱动电流激励下的灵敏度。研究,发现最大允许驱动电流可以使传感器在剪应力为0.2Pa时的灵敏度达到23.8mV/Pa。     

基于NB-IoT的土壤墒情监测系统设计与应用

为满足数字农业中对土壤墒情动态监测的应用需求,该文提出了基于窄带物联网NB-IoT技术的土壤墒情远程监测系统,并实现了工程应用。该系统可以通过监测网站远程监测传感器安装地的土壤温度、含水量及电导率等墒情信息。系统以采集传输控制器为核心,实现土壤传感器的数据采集及其与网络云平台、数据库、监测网站之间的远程传输。应用证明,该系统数据传输准确、稳定,应用效果良好。